市政道路邊坡支護工程方案優(yōu)化探討

【摘要】伴隨著經(jīng)濟的發(fā)展和科技水平的提高，我國的市政建設(shè)取得了長足的進步，人民生活得到了很大改善。城市道路邊坡支護是市政道路建設(shè)中的一個重要環(huán)節(jié)，其施工質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響著整個市政道路建設(shè)的質(zhì)量，需要引起足夠的重視，以保證施工質(zhì)量。在實際施工過程中，由于各種不確定因素的影響，市政道路建設(shè)需要合理優(yōu)化工程方案，因地制宜開展邊坡支護工程，提高邊坡支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，以提高市政道路交通建設(shè)的整體結(jié)構(gòu)強度。

【關(guān)鍵詞】市政道路;邊坡支護;方案優(yōu)化【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

1、引言

伴隨著城市化進程的加快和山地丘陵地區(qū)道路建設(shè)的不斷擴大，城市道路邊坡支護的建設(shè)問題越來越受到人們的關(guān)注。長期的地質(zhì)歷史，自然化的邊坡經(jīng)過不斷的調(diào)整和應(yīng)力平衡，最終達到了一個相對穩(wěn)定的狀態(tài)。但工程施工往往導(dǎo)致原平衡的紊亂，使邊坡支護回歸應(yīng)力調(diào)整過程，從而導(dǎo)致邊坡應(yīng)力分布不穩(wěn)定。通過合理有效的邊坡支護工程措施，保證邊坡支護的穩(wěn)定性，是解決公路邊坡問題的主要途徑。城市公路邊坡支護工程施工過程中，應(yīng)根據(jù)當(dāng)前工作的特點和需要，優(yōu)化邊坡支護工程方案。

2、市政道路邊坡支護工程的特點

伴隨著我國城市化進程的加快和國家基礎(chǔ)設(shè)施投資的增加，城市公路建設(shè)也不可避免地面臨著地質(zhì)建設(shè)問題，其中公路邊坡支護的穩(wěn)定問題最為突出。由于坡度、堆載、開挖、路面施工等因素影響，城市道路工程易發(fā)生滑坡，既延長了建設(shè)工期，增加政府投資，又危害到人身和財產(chǎn)的安全，因此，有效的邊坡支護道路工程方案應(yīng)被引起重視。

2.1市政道路邊坡支護工程的地質(zhì)工程屬性

地質(zhì)工程主要有地下洞室、邊坡支護、地基、地質(zhì)災(zāi)害防治、地質(zhì)環(huán)境管理、基坑等工程，其中公路邊坡支護工程是按邊坡工程類型劃分的。鐵路、公路等道路建設(shè)過程中具有以下幾點特點。第一，特殊的地質(zhì)環(huán)境。施工中，施工環(huán)境是與地質(zhì)環(huán)境相分離的，具有不同于一般的環(huán)境條件。地質(zhì)環(huán)境包括地下水、地應(yīng)力、活動斷層和其他地質(zhì)巖石儲存環(huán)境。由于地質(zhì)環(huán)境的隱蔽性差，施工難度大，因此地質(zhì)工作具有特殊性。第二，地質(zhì)條件復(fù)雜。建設(shè)現(xiàn)場地質(zhì)條件復(fù)雜，包括施工現(xiàn)場軟土、黃土和膨脹土、紅壤等軟弱土層，或特殊情況下出現(xiàn)滑坡。施工過程中，常伴有地基沉陷、地基失穩(wěn)、建筑物裂縫、滑坡、砂質(zhì)土等。道路建設(shè)中常見的地質(zhì)問題是土體沉降和邊坡失穩(wěn)。第三，水文條件復(fù)雜。例如地下水位過高、河湖閉塞、局部雨水充沛等復(fù)雜的水文條件，在工程建設(shè)中往往會造成工程安全穩(wěn)定，影響施工進度。水對邊坡及地基穩(wěn)定性的影響是多方面的，是引發(fā)邊坡滑坡的主要原因。工程建設(shè)風(fēng)險較大，尤其是人類活動之后的邊坡。第四，特殊的建筑材料。地質(zhì)巖作為工程施工材料，地質(zhì)構(gòu)造為工程施工結(jié)構(gòu)，地質(zhì)變化復(fù)雜。當(dāng)前，我國對地質(zhì)工作認識不夠全面，改造利用困難。第五，涉及廣泛的理論問題。它是在工程地質(zhì)學(xué)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，具有工程地質(zhì)學(xué)的特征。其理論基礎(chǔ)主要有：地質(zhì)結(jié)構(gòu)管理理論、巖石結(jié)構(gòu)調(diào)整與巖體結(jié)構(gòu)管理理論、土體結(jié)構(gòu)控制理論、地質(zhì)條件前兆理論、地質(zhì)災(zāi)害前兆預(yù)測、地質(zhì)現(xiàn)象處理預(yù)警措施預(yù)測、邊坡支護保護等地質(zhì)構(gòu)造重建理論、工程地質(zhì)勘察、鉆探、監(jiān)測、數(shù)值分析與模擬理論。一般說來，它是一門涉及地質(zhì)、工程、生態(tài)、機械、結(jié)構(gòu)等學(xué)科，以及數(shù)學(xué)、物理化學(xué)等學(xué)科的工程理論與實踐。第六，高風(fēng)險。地質(zhì)工作風(fēng)險增加的主要原因是巖石和地質(zhì)的不確定性和復(fù)雜性。在實際應(yīng)用中，由于巖體固有的各向異性，以及設(shè)計參數(shù)選擇與評價的隨機性，造成測量結(jié)果的失真，甚至造成工程事故。從地質(zhì)剖面和巖石分類來看，地面上出現(xiàn)的巖石對應(yīng)于施工期間挖出的斷層，目前尚不清楚。所以，盲目按地質(zhì)報告進行項目建設(shè)，將會產(chǎn)生很大的工程風(fēng)險。

2.2市政道路邊坡工程的市政工程屬性

城市道路邊坡支護建設(shè)是指城市賴以生存和發(fā)展所需要的公共投資、工程建設(shè)和社會基礎(chǔ)設(shè)施，以及成功開展各種社會經(jīng)濟活動所需要的城市建設(shè)。城市道路邊坡支護工程是政府出資建設(shè)的具有市政建設(shè)基本特點的屬性。第一，市政道路邊坡支護建設(shè)更加政治化。在國家投資、組織和建設(shè)的框架下，市政建設(shè)存在較大的行政干預(yù)和政治風(fēng)險。第二，邊坡支護環(huán)境條件復(fù)雜。城市道路邊坡支護建設(shè)中，政府投資的建設(shè)項目往往處于復(fù)雜的環(huán)境中。道路邊坡支護工程中的建設(shè)場地，往往會布滿居民房屋、商店、工廠、學(xué)校和醫(yī)院等建筑物，可能存在高邊坡工程。所以，在施工過程中，往往會出現(xiàn)影響施工進度、影響周邊建筑物及邊坡的穩(wěn)定與安全現(xiàn)象，不利于政府投資管理，不利于居民財產(chǎn)安全，阻礙交通，影響居民正常生產(chǎn)和生活保障設(shè)施建設(shè)，污染甚至破壞環(huán)境，不利于整個環(huán)境的協(xié)調(diào)。第三，市政道路邊坡支護工程屬于公用事業(yè)。大部分市政工程，如城市道路、橋梁等，都是為了社會和經(jīng)濟發(fā)展的需要而建造，具有非商業(yè)性質(zhì)，管理方式也普遍不同。

3、市政道路邊坡支護工程方案的優(yōu)化

3.1原設(shè)計的市政道路邊坡支護方案

抗滑樁和擋土板聯(lián)合設(shè)置原抗滑樁，采用旋轉(zhuǎn)鉆進方式，其工程成熟可靠，可有效對山體道路進行邊坡支護?？够瑯队?種規(guī)格：12m、14m、16m、18m、19m。用于C30型鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。樁徑1.5m、樁中心間距2.4m、凈距0.9m、內(nèi)設(shè)長度8-13m、控制臺長度4-6m、防滑樁81根。擋土板安裝在樁的背面，而且只安裝在懸臂部。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)C30，長2.4m，高1m，厚0.4m。

3.2優(yōu)化后的市政道路邊坡支護方案

第一，優(yōu)化操作。原始設(shè)計方案確定后，由部門組織人員、機械、材料進行現(xiàn)場施工。如果施工過程中產(chǎn)生大雨，山區(qū)濕度達到飽和，在施工期間不可避免會出現(xiàn)二次滑移。如遇此緊急情況，必須立即停止施工，并將人員、設(shè)備、材料撤離到安全地點，報告現(xiàn)場監(jiān)測結(jié)果。第二，優(yōu)化問題。多處滑坡發(fā)生后，山體一直處于極不穩(wěn)定狀態(tài)，如按照原方案在樁背設(shè)置支護板，可能會導(dǎo)致巖體失穩(wěn)，反復(fù)發(fā)生滑坡，對施工人員和機械設(shè)施構(gòu)成嚴重威脅。此外，由于工程進度緊張，需要因地制宜地制定安全、可行、有效的施工方案。第三，問題的最佳優(yōu)化方案。根據(jù)以上情況，可以提出組合抗滑樁方案，即在兩根抗滑樁后各加一小塊擋樁，以較小的作用半徑取代原來的橫膈梁。由委托單位確定具體設(shè)計參數(shù)。最后在原來的防滑樁間設(shè)一根直徑1.2m的擋土樁，緊鄰主樁，采用C30鋼筋混凝土筒體結(jié)構(gòu)。樁的長度取決于控制臺的長度。平均覆蓋2m，支護樁80根。擋土樁與主樁之間還設(shè)置有直徑0.6m的“砂礫”，即用砂礫填滿0.6m旋轉(zhuǎn)直徑0.6m的孔，主要功能是集水，共裝了80個“礫石樁”。最終，在主樁與擋土樁連接處，在一定的排水井鉆孔間隔下，通過碎石中心通道，使山體滲水快速流動，減少抗滑樁的側(cè)向應(yīng)力。

3.3市政道路邊坡支護工程方案優(yōu)化后實施情況及效果

最優(yōu)方案與原方案的最大區(qū)別是取消了擋土板，增加了檔土柱。為加快施工進度，采用旋挖成孔，從而增加了挖掘機和鋼筋底座的加工負荷。為加速施工，需做如下調(diào)整。第一，在施工現(xiàn)場，鋼電池工作小組將由原來的工作小組增加到兩個。第二，由于一些限制，如建筑工地現(xiàn)場外增加了處理鋼筋混凝土的場地，改變鋼筋與主筋之間的連接方式，由雙向焊接改為套筒連接，增加了兩組可拆卸鋼筋。第四，將吊車從一個增加到兩個吊車，用于在施工現(xiàn)場運送材料，以提高鋼筋籠隊伍的施工效率。第五，增加旋轉(zhuǎn)式挖掘機操作員，確保每天有足夠的鉆孔數(shù)量。使所有鋼筋混凝土單元完全懸掛，是解決場地面積小的一個有效方法。建筑工地管理人員應(yīng)注意以下幾點。第一，必須實時監(jiān)控現(xiàn)場工作組的動態(tài)，以及不同小組的材料使用情況，特別是材料不足時，應(yīng)立即呼叫吊車協(xié)助吊車吊運物料，提高各班組工作效率。第二，在場外要特別注意鋼筋基礎(chǔ)的處理。第三，當(dāng)施工現(xiàn)場鋼筋籠達到一定數(shù)量并鉆出相應(yīng)的鉆孔時，必須立即安裝起重機鋼筋籠，以避免掉隊，加快施工速度。

3.4市政道路邊坡支護工程方案優(yōu)化前后對比

第一，進度對比。根據(jù)估算，若按原工程施工，工期應(yīng)至少為2-3個月。通過優(yōu)化設(shè)計，在20天施工周期內(nèi)比原設(shè)計有了較大的飛躍。第二，安全性比較。最嚴重的安全問題為墻背護板的設(shè)計與安裝，尤其是二次滑坡，使山體處于極不穩(wěn)定狀態(tài)，嚴重影響到施工人員和設(shè)備的安全，就像山崩隨時可能再次發(fā)生一樣。該方案無需開挖墻背，就可消除源側(cè)滑坡的危險，大大提高了施工安全性。第三，成本與利潤之比。在優(yōu)化后，支出略有增加，但絕對利潤大幅增加，產(chǎn)量相應(yīng)提高，明顯高于原計劃。第四，質(zhì)量對比。相對于擋板而言，“留柱”具有較好的整體性，能有效保護地基，地壓能很好地承受基樁，外觀美觀，因此質(zhì)量并不低于原方案。

結(jié)語：

伴隨著國家對城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的投入，有效、優(yōu)質(zhì)的市政道路提升工程管理日趨復(fù)雜。為此，在市政公路建設(shè)過程中，應(yīng)正確制定護坡工程優(yōu)化方案，總結(jié)工作經(jīng)驗及相關(guān)措施，合理設(shè)置相應(yīng)的吊裝結(jié)構(gòu)，以提高整體施工水平和效率，優(yōu)化方案積極作用，推動各項工程的合理施工與管理，確保邊坡結(jié)構(gòu)得到合理優(yōu)化，滿足當(dāng)前工程需求。

參考文獻：

[1]李鵬.市政道路邊坡支護工程方案優(yōu)化探討[J].消費導(dǎo)刊，2020（2）：71.

[2]張毅文.某市政道路邊坡支護工程方案優(yōu)化探討[J].河南建材，2020（1）：26，29.

[3]吳正華.關(guān)于邊坡支護的幾個優(yōu)化案例[J].裝飾裝修天地，2020（20）：145.

[4]文華.邊坡加固方案的優(yōu)化設(shè)計[D].云南：昆明理工大學(xué)，2004.

作者簡介：

李念（1980.01.21），男，漢族，湖南省岳陽，中級工程師，碩士研究生，主要從事：市政道路工程設(shè)計。